2.2 Механические термометры

Принцип действия дилатометриче­ских и биметаллических термометров основан на изменении ли­нейных размеров твердых тел в зависимости от изменения их температуры. Применяются эти термометры в основном в качестве воспринимающих элементов регуляторов, сигнализаторов и ком­пенсаторов температуры.

Дилатометрический термометр (рис. 1) состоит из трубки 1, выполненной из металла с большим термическим коэффициентом расширения (латуни, алюминия, стали). Внутри этой трубки на­ходится стержень 2 из материала с малым коэффициентом линей­ного расширения (инвар, кварц, фарфор). Верхний конец трубки закреплен в головке 4, где находится передаточный механизм прибора. Нижний конец стержня 2 упи­рается в дно трубки, верхний – в рычаг 3, соединенный с кон­тактами или указывающей стрелкой.

В биметаллических термометрах (рис. 2) используется биметаллическая пластинка 1, состоящая из двух сваренных (склепанных) по всей длине полосок из разных металлов с различным коэффициентом линейного расширения. На свободном конце пластинки укрепляется обычный электрический контакт. При изменении температуры биметаллическая пластинка изгибается, и при достижении заданной температуры закрепленный на пластинке контакт входит в соприкосновение с контактом на неподвижной стойке 2, в результате чего происходит замыкание электрической цепи. Биметаллическая пластинка и стойка закрепляются на основании диэлектриков 3 и соединяются с источником тока 4 и сигнальной лампой 5.

Р и с. 1. Дилатометрический термометр

Р и с. 2. Биметаллический термометр

2.3 Манометрические термометры

По принципу действия манометрические термометры разделя­ются на два типа: а) газовые и жидкостные; б) паровые.

Р и с. 3. Схема манометрического термометра 1 – термобаллон; 2 – капиллярная трубка; 3 – пружина; 4 – стрелка манометра

Действие газовых и жидкостных манометрических термометров основано на измерении зависимого от температуры давления газа или жидкости, находящихся в замкнутых пространствах. Действие паровых термометров основано на использовании давления насы­щенного пара над поверхностью жидкости. Измерение давления у обоих типов манометрических термомет­ров осуществляется манометрами чаще всего с трубчатой пружи­ной. На рис. 3 представлена схема манометрического термометра. При изменении температуры изменяется давление газа, запол­няющего герметическую систему, которая состоит из термобал­лона 1, капилляра 2 и трубчатой пружины 3. При этом свободный конец трубчатой пружины распрямляется или сжимается, действуя на стрелку 4, показывающую температуру. В качестве заполнителей в манометрических термометрах применяются следующие

вещества:

а) в жидкостных – ртуть, метиловый спирт, ксилол, глицерин;

б) в паровых – метилхлорид, этилхлорид, ацетон, бензол;

в) в газовых – азот, гелий.

В настоящее время нашей промышленностью выпускаются манометрические термометры, заполненные азотом и метилхлоридом.

Начальное давление в системе устанавливается равным 9,8 – 11,7·10⁵ Па, благодаря чему влияние колебаний атмосферного давления на показания прибора сведено к минимуму, и им можно пренебречь.

К достоинствам манометрических термометров относятся простота их устройства, наглядность показаний, дистанционное измерение, взрывобезопасность, к недостаткам – недостаточная точность, запаздывание показаний из-за большой тепловой инерции и невозможность ремонта на месте установки.